【摘 要】 在“移动通信”课程教学中,长期存在课程结构不合理、理论和实践脱节以及学生学习动力不足等问题。针对这些问题提出课赛融合模式,将课程相关的各类学科竞赛融入到理论、实验和实训教学环节中,改变学生的角色、改革教学内容和优化教学设计。该模式以学生为中心、教师为主导,激发学生的兴趣,推动学生主动思考,提升学生的工程实践、创新实践和团队合作等多项综合能力,有助于培养具备核心能力的高质量应用型电子信息类专业人才。
【关键词】 移动通信;教学改革;课赛融合
Teaching Reform Practice of the Course-Competition Integration
Model in "Mobile Communication"
Ge Xianlei, Shen Xiaobo*
(Huainan Normal University, Huainan 232038, China)
【Abstract】 However, in the teaching process, there have long been issues such as unreasonable course structure, disconnection between theory and practice, and lack of student motivation. To address these problems, the author proposes the course-competition integration model, integrating various discipline-related competitions into theoretical, experimental, and practical teaching segments. By changing the roles of students, reforming teaching content, and optimizing teaching design, this model focuses on student-centered learning with teachers as the guides, stimulating students' interest, encouraging active thinking, and enhancing students' engineering practice, innovative practice, and teamwork skills. This will help cultivate high-quality application-oriented professionals in the electronic information field with core competencies.
【Key words】 mobile communication; teaching reform; course-competition integration
〔中图分类号〕 G642 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674 - 3229(2024)03- 0111 - 04
0 引言
为了积极响应新一轮科技革命和产业变革,实现“中国制造2025”和“2035年远景目标纲要”等国家战略,近几年教育部积极推进新工科建设[1]。该建设旨在培养满足社会和经济需求的工科人才,强调将“人才培养”作为高校的核心职能。新工科也要求教师不仅在学术上有丰富的经验和知识,而且在工业和应用中也具有丰富的实践经验。
移动通信是电子信息类专业的一门综合性较强的专业核心课程[2],在学生的知识结构、分析问题、解决问题的能力以及素质培养过程中占有重要地位。该课程涉及的技术更新快、专业性强、工程实践内涵丰富,主要目标是学生通过学习现代移动通信的基本概念、基本原理、基本技术和典型系统,掌握移动通信领域的专业知识及理论,实际通信系统的组成结构、关键技术、运行机制及技术方案。该课程注重培养学生的实践能力、独立思考能力和创新意识,使学生具备分析、解决移动通信系统中复杂工程问题的能力[3]。同时,该课程还培养学生自主学习的意识,使学生能够适应发展并不断地学习,以支撑电子信息类专业毕业要求指标点的达成[4]。
1 课程教学存在的问题
1.1 课程专业性强,前置课程不扎实
尽管移动通信课程更注重工程应用,但对于学生来说,仍需要具备较为扎实的数理知识作为学习的基础。该课程涵盖了理论知识学习和实验实训操作两个部分,其中理论知识是实验实训操作的前提。为了完成该课程理论知识的学习,学生需要掌握复变函数、大学物理、信号与系统等前置基础课程。因此,对于那些前置课程掌握不够扎实的学生,遇到复杂的无线通信协议和关键技术时可能会面临学习困难[5]。
1.2 课程涉及技术更新快,课程安排不合理
图1显示了无线移动通信技术的发展演进。自上个世纪80年代中国布局第一张1G网络,到2019年12月工信部正式发放5G牌照,标志着中国电信产业正式进入了5G时代,说明新技术正在不断成熟发展[6]。然而,课程涉及的技术更新快,教材和教学内容大多仍以3G、4G内容为主,与培养适应社会需求的人才目标不符。其次,课程内容设置不合理:过于宽泛或过于狭窄的课程内容难以满足学生的学习需求。若过于狭窄,只关注于某个技术的细节,可能会导致学生难以理解该技术在整个系统中的位置和作用;若过于宽泛,只涉及一些表面性的知识,可能会使学生无法深入了解相关技术和应用。
1.3 课程工程实践内涵丰富,教师缺少实际工程经验
移动通信课程具有丰富的实践内涵,需要学生掌握无线通信网络的勘测、规划、部署和优化的实践能力。这些能力是电子信息类毕业生的基本要求[7],因此要求高校老师在教授理论知识的同时,也要传授实践经验,以培养学生的实践和创新能力。然而,由于大学教育与工业实践之间的断层,许多高校老师缺乏工程实践能力,尤其是在工科专业如通信工程、计算机科学等领域。这就导致高校教育与实际工程应用之间存在脱节,学生无法在校内学到与工业界实践相结合的知识和技能,对他们的职业生涯发展造成不利影响。
1.4 课程思政元素挖掘力度不够,难以走深走实
目前各高校移动通信课程的课程思政元素挖掘力度均不够,学生听过看过后很难产生共鸣,且持续效果不佳。如何更加巧妙地将思政元素与课程内容衔接融合,让学生不仅在视觉和听觉上产生共情,还能在认知和感知上内化吸收并付诸实践,如何将思政育人从课内延续到课外,是亟待解决的问题。
2 “课赛融合”模式教学改革实践
2.1 优化课程体系,准确把握移动通信课程定位
结合课赛融合的要求,重新规划和打造课程体系,相关课程包括信号与系统、通信原理、移动网络优化等,同时也将这几门课程和其他电子信息类相关专业课程有机衔接,融入其他专业相关课程的同时,从培养创新型人才、OBE教学模式改革需求出发[9],注重课程内容的基础性、时代性、创新性,经典与现代相结合,如图2所示,将课程内容重构为基础模块和系统模块两个部分。不断充实、删减和改善教学内容,删减了在通信原理等课程中详细阐述的各种调制解调技术,增加了最新的5G通信网络相关内容。
2.2 结合比赛内容整合课程,调整教学方法
课程教学应该根据技能竞赛的要求进行合理的规划和安排。在理论比赛模块中,可以进行移动通信和通信原理的教学。同时,在实践比赛模块中,可以采用“虚实结合”的仿真平台[10],培养学生的实践操作能力,并根据比赛对学生相关技能的要求来设置课程模块。通过这种方式,学生将成为学习的主导者,学习将更具针对性,学习效果也将得到提高。此外,这种方法还可以增强学生的信心,提高他们未来职业发展的技能。
2.3 创新教学方法,因地制宜自主开发实验项目
移动通信路测实验的一般流程如图3所示。为有效提高学生的工程问题解决能力,创新性地设计了基于校园的4G网络真实场景。通过该场景,让学生从测试路线规划、通信业务规划、4G测试数据采集到最终优化方案制定,全程体验移动通信中路测的流程。这样的实践最大程度地贴近工程实践,可以有效提升学生的实践能力。
2.4 充分挖掘思政元素,实现“知识传授”与“价值引领”相统一
如何将职业素质、专业文化和爱国主义等主题融入课程教育中,是教学改革的必然要求[11]。在遵循专业课程教育规律的前提下,制定教学和德育双重教育目标,充分挖掘专业课程思政元素,融入社会主义核心价值观,培养学生创新进取精神,使学生树立坚定的理想信念,实现“显性教育”与“隐性教育”的结合[12]。在开展移动通信教学时,根据相关知识点的时代特征,结合实际案例介绍,根据每章的教学内容,针对性地设置课程思政主题,实现“知识传授”与“价值引领”相统一,为实现中国梦和中华民族伟大复兴注入新的动力[13]。
3 “课赛融合”模式教学成效
作为一门注重培养学生实践动手能力和工程问题解决能力的课程,移动通信课程具有知识性、技术性、工程性、应用性等鲜明的特点。在遵循通信类本科人才培养规律基础上,充分挖掘专业课程思政内涵,引入最新的教学理念,坚持 “课赛融合”的教学模式,将教学和专业性的比赛有效对接,设计教学计划要求和专业人才培养目标,合理地将学生必须掌握的知识、技能和素质与各种技能竞赛项目相对接,将竞赛内容嵌入到实际的理论和实验实训教学中,使竞赛与教学形成统一的整体。如表1所示,近年来该课程获批省部级各类质量工程项目7项、教学成果奖1项,有效地推进了本课程的理论与实践教学改革。
经过几年“课赛融合”模式的实施,目前移动通信课程的整体教学效果和人才培养质量得到了明显提高,如表2所示,移动通信课程学生满意度和课程相关的省部级以上学科竞赛获奖人次逐年提升。“课赛融合”教学模式有效地解决了课程教学过程中存在的问题,推动了移动通信课程教学的持续改进。
4 结语
根据国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要[14],实现科教兴国、人才强国和创新驱动发展等战略需要加快建设科技强国。因此,对工程技术和应用创新型人才的培养提出了更高的要求。为了更好地实现这一目标,以构建学生移动通信知识网络架构和创新能力培养为目标的“课赛融合”教学模式,将新一代信息通信技术大赛、计算机设计大赛、电子设计竞赛等学科竞赛有机融入理论、实验、实训教学环节,实现边学边赛、以赛促教、以赛促学,将竞赛内容与教学内容相融合,为学生后续更深入地移动通信设计、研究和开发打下坚实的基础。经过几年“课赛融合”模式的实施,目前已取得初步成效。
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责任编辑 曹秀利
[收稿日期] 2023-07-05
[基金项目] 2023年安徽省质量工程(2023jyxm0788、2023sdxx091);安徽省“六卓越一拔尖”项目电子信息工程专业卓越工程师培养改革(2023zybj049);电子信息工程专业教学创新团队(2023hsjxtd01)
[作者简介] 葛先雷(1989- ),男,博士,淮南师范学院讲师,研究方向:移动通信理论、模式识别。
[通讯作者] 沈晓波(1982- ),男,博士,淮南师范学院副教授,研究方向:信号与信息处理。